CountDownLatch

概念

让一些线程阻塞直到另一些线程完成一系列操作才被唤醒

CountDownLatch主要有两个方法,当一个或多个线程调用await方法时,调用线程就会被阻塞。其它线程调用CountDown方法会将计数器减1(调用CountDown方法的线程不会被阻塞),当计数器的值变成零时,因调用await方法被阻塞的线程会被唤醒,继续执行

场景

现在有这样一个场景,假设一个自习室里有7个人,其中有一个是班长,班长的主要职责就是在其它6个同学走了后,关灯,锁教室门,然后走人,因此班长是需要最后一个走的,那么有什么方法能够控制班长这个线程是最后一个执行,而其它线程是随机执行的

解决方案

这个时候就用到了CountDownLatch,计数器了。我们一共创建6个线程,然后计数器的值也设置成6

// 计数器
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);

然后每次学生线程执行完,就让计数器的值减1

for (int i = 0; i <= 6; i++) {
new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 上完自习,离开教室");
countDownLatch.countDown();
}, String.valueOf(i)).start();
}

最后我们需要通过CountDownLatch的await方法来控制班长主线程的执行,这里 countDownLatch.await()可以想成是一道墙,只有当计数器的值为0的时候,墙才会消失,主线程才能继续往下执行

countDownLatch.await();

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 班长最后关门");

不加CountDownLatch的执行结果,我们发现main线程提前已经执行完成了

1	 上完自习,离开教室
0 上完自习,离开教室
main 班长最后关门
2 上完自习,离开教室
3 上完自习,离开教室
4 上完自习,离开教室
5 上完自习,离开教室
6 上完自习,离开教室

引入CountDownLatch后的执行结果,我们能够控制住main方法的执行,这样能够保证前提任务的执行

0	 上完自习,离开教室
2 上完自习,离开教室
4 上完自习,离开教室
1 上完自习,离开教室
5 上完自习,离开教室
6 上完自习,离开教室
3 上完自习,离开教室
main 班长最后关门

完整代码

package com.moxi.interview.study.thread;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class CountDownLatchDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 计数器
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6); for (int i = 0; i <= 6; i++) {
new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 上完自习,离开教室");
countDownLatch.countDown();
}, String.valueOf(i)).start();
} countDownLatch.await(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 班长最后关门");
}
}

CyclicBarrier

概念

和CountDownLatch相反,需要集齐七颗龙珠,召唤神龙。也就是做加法,开始是0,加到某个值的时候就执行

CyclicBarrier的字面意思就是可循环(cyclic)使用的屏障(Barrier)。它要求做的事情是,让一组线程到达一个屏障(也可以叫同步点)时被阻塞,直到最后一个线程到达屏障时,屏障才会开门,所有被屏障拦截的线程才会继续干活,线程进入屏障通过CyclicBarrier的await方法

案例

集齐7个龙珠,召唤神龙的Demo,我们需要首先创建CyclicBarrier

/**
* 定义一个循环屏障,参数1:需要累加的值,参数2 需要执行的方法
*/
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7, () -> {
System.out.println("召唤神龙");
});

然后同时编写七个线程,进行龙珠收集,但一个线程收集到了的时候,我们需要让他执行await方法,等待到7个线程全部执行完毕后,我们就执行原来定义好的方法

        for (int i = 0; i < 7; i++) {
final Integer tempInt = i;
new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 收集到 第" + tempInt + "颗龙珠"); try {
// 先到的被阻塞,等全部线程完成后,才能执行方法
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}, String.valueOf(i)).start();
}

完整代码

/**
* CyclicBarrier循环屏障
*
*/
public class CyclicBarrierDemo { public static void main(String[] args) {
/**
* 定义一个循环屏障,参数1:需要累加的值,参数2 需要执行的方法
*/
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7, () -> {
System.out.println("召唤神龙");
}); for (int i = 0; i < 7; i++) {
final Integer tempInt = i;
new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 收集到 第" + tempInt + "颗龙珠"); try {
// 先到的被阻塞,等全部线程完成后,才能执行方法
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
}

Semaphore:信号量

概念

信号量主要用于两个目的

  • 一个是用于共享资源的互斥使用
  • 另一个用于并发线程数的控制

代码

我们模拟一个抢车位的场景,假设一共有6个车,3个停车位

那么我们首先需要定义信号量为3,也就是3个停车位

/**
* 初始化一个信号量为3,默认是false 非公平锁, 模拟3个停车位
*/
Semaphore semaphore = new Semaphore(3, false);

然后我们模拟6辆车同时并发抢占停车位,但第一个车辆抢占到停车位后,信号量需要减1

// 代表一辆车,已经占用了该车位
semaphore.acquire(); // 抢占

同时车辆假设需要等待3秒后,释放信号量

// 每个车停3秒
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

最后车辆离开,释放信号量

// 释放停车位
semaphore.release();

完整代码

/**
* 信号量Demo
*/
public class SemaphoreDemo { public static void main(String[] args) { /**
* 初始化一个信号量为3,默认是false 非公平锁, 模拟3个停车位
*/
Semaphore semaphore = new Semaphore(3, false); // 模拟6部车
for (int i = 0; i < 6; i++) {
new Thread(() -> {
try {
// 代表一辆车,已经占用了该车位
semaphore.acquire(); // 抢占 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 抢到车位"); // 每个车停3秒
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 离开车位"); } catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 释放停车位
semaphore.release();
}
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
}

运行结果

0	 抢到车位
2 抢到车位
1 抢到车位
2 离开车位
1 离开车位
3 抢到车位
0 离开车位
4 抢到车位
5 抢到车位
4 离开车位
3 离开车位
5 离开车位

看运行结果能够发现,0 2 1 车辆首先抢占到了停车位,然后等待3秒后,离开,然后后面 3 4 5 又抢到了车位

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